Faradio

Se denomina faradio o farad (símbolo: F) a la unidad de capacidad eléctrica del Sistema Internacional de Unidades (SI). Recibe el nombre en honor a Michael Faraday.

Un faradio es la capacidad de un condensador entre cuyas placas existe una diferencia de potencial eléctrico de 1 voltio (1 V) cuando está cargado de una cantidad de electricidad igual a un culombio (1 C).

En electrotecnia mide más específicamente la capacidad de un condensador o un sistema de conductores, es decir, la carga que puede almacenar cuando se le aplica una tensión.

En donde:
 F = Faradio
 A = Amperio
 V = Voltio
 C = Culombio
 J = Julio
 m = metro
 N = Newton
 s = Segundo
 W = Vatio
 kg = Kilogramo
 Ω = Ohmio
 H = Henrio

No debe confundirse con el faraday (unidad), que es una antigua unidad de carga eléctrica equivalente a la constante de Faraday.

Definición 
Un faradio se define como la capacitancia a través de la cual, cuando la cargada con un culombio, hay una diferencia de potencial de un voltio. Igualmente, un faradio puede describirse como la capacidad que almacena una carga de un culombio a través de una diferencia de potencial de un voltio.

La relación entre capacitancia, carga y diferencia de potencial es lineal. Por ejemplo, si la diferencia de potencial a través de un  condensador se reduce a la mitad, la cantidad de carga almacenada por ese condensador también se reducirá a la mitad.

Para la mayoría de las aplicaciones, el faradio es una unidad de capacidad poco práctica. La mayoría de las aplicaciones eléctricas y electrónicas están cubiertas por los siguientes prefijos del SI:

1 mF (milifaradio, una milésima (10-3) de un faradio) = 0.001 F =  μF =  nF
1 μF (microfaradio, una millonésima (10-6) de un faradio) = 0.000 001 F =  nF =  pF
1 nF (nanofaradio, una milmillonésima (10-9) de un faradio) = 0.000 000 001 F = 0.001 μF =  pF
1 pF (picofaradio, una billonésima (10-12) de un faradio) = 0.000 000 000 001 F = 0.001 nF

Igualdades 
Un faradio es una unidad derivada basada en cuatro de las siete unidades base del Sistema Internacional de Unidades: kilogramo (kg), metro (m), segundo (s), y amperio (A).

Expresado en combinaciones de unidades del SI, el faradio es:

donde , , , , , .

En unidades básicas del SI, el faradio se expresa de la siguiente manera:
 Ф = А2·s4·kg−1·m−2.

Historia 
El término "faradio" fue acuñado originalmente por Latimer Clark y Charles Bright en 1861, en honor de Michael Faraday, para una unidad de carga eléctrica, pero para 1873, el faradio se convirtió en una unidad de capacitancia. En 1881, en el Congreso Internacional de Electricistas de París, se utilizó oficialmente el nombre de farad para la unidad de capacidad eléctrica.

Explicación 

Un  condensador suele estar formado por dos superficies conductoras, a menudo denominadas placas, separadas por una capa aislante que suele denominarse dieléctrico. El condensador original fue la jarra de Leyden desarrollada en el . La acumulación de carga eléctrica en las placas es lo que da lugar a la capacitancia. Los condensadores modernos se construyen utilizando una serie de técnicas de fabricación y materiales para proporcionar la extraordinariamente amplia gama de valores de capacitancia utilizados en aplicaciones electrónicas, desde los femtofaradios hasta los faradios, con valores de tensión máxima que van desde unos pocos voltios hasta varios kilovoltios.

Los valores de los condensadores suelen estar especificados en faradios (F),  microfaradios (μF), nanofaradios (nF) y picofaradios (pF). El milifaradio se utiliza raramente en la práctica (una capacidad de 4,7 mF (0,0047 F), por ejemplo, se escribe en su lugar como ), mientras que el nanofaradio es poco común en Norteamérica. El tamaño de los condensadores disponibles en el mercado oscila entre unos 0,1 pF y  (5 kF)  supercondensadores. La capacitancia parásita en los circuitos integrados de alto rendimiento puede medirse en femtofaradios (1 fF = 0.001 pF = 1015 F), mientras que los equipos de prueba de alto rendimiento pueden detectar cambios en la capacitancia del orden de decenas de attofaradios (1 aF = 1018 F).

Un valor de 0,1 pF es aproximadamente el más pequeño disponible en condensadores para uso general en el diseño electrónico, ya que los más pequeños estarían dominados por la capacitancia parásitas de otros componentes, cableado o placa de circuito impresos. Los valores de capacitancia de 1 pF o inferiores se pueden conseguir retorciendo dos tramos cortos de cable aislado.

Se calcula que la capacitancia de la ionosfera de la Tierra con respecto al suelo es de aproximadamente 1 F.

Terminología informal y obsoleta
El picofaradio (pF) a veces se pronuncia coloquialmente como "puff" o "pic", como en "un condensador de diez pufs". De manera similar, "mic" (pronunciado "mike") se utiliza a veces informalmente para significar microfaradios.

Se han utilizado y se utilizan a menudo abreviaturas no estándar. Los faradios se han abreviado como "f", "fd" y "Fd". Para el prefijo "micro-", cuando la letra griega minúscula "μ" o el signo de micro legado "μ" no está disponible (como en las máquinas de escribir) o es inconveniente introducirlo, a menudo se sustituye por la "u" o "U" de aspecto similar, con poco riesgo de confusión. También se sustituyó por la "M" o "m", de apariencia similar, lo que puede resultar confuso porque la M significa oficialmente 1.000.000, y la m, preferentemente, 1/1000. En los textos anteriores a 1960, y en los paquetes de condensadores hasta hace poco, "microfaradio(s)" se abreviaba "mf" o "MFD" en lugar del moderno "μF". Un catálogo de Radio Shack de 1940 enumeraba el valor nominal de cada condensador en "Mfd.", desde 0,000005 Mfd. (5 pF) hasta 50 Mfd. (50 μF).

"Micromicrofaradio" o "micromicrofaradio" es una unidad obsoleta que se encuentra en algunos textos y etiquetas antiguas, contiene un  prefijo doble métrico no estándar. Es exactamente equivalente a un picofaradio (pF). Se abrevia μμF, uuF, o (confusamente) "mmf", "MMF", o "MMFD".

Resumen de las unidades de capacitancia obsoletas: (no se muestran las variaciones de mayúsculas y minúsculas)
 μF (microfaradio) = mf, mfd
 pF (picofaradio) = mmf, mmfd, pfd, μμF

Conceptos relacionados
El recíproco de la capacitancia se denomina elastancia eléctrica, cuya unidad (no estándar, no perteneciente al Sistema Internacional de Unidades) es el daraf.

Múltiplos del Sistema Internacional de Unidades 
A continuación una tabla de los múltiplos y submúltiplos del Sistema Internacional de Unidades.

Además en ámbitos técnicos se utiliza la unidad micro-microfaradio escita como MMFD, mmfd, MMF o uuF la cual es equivalente al picofaradio (pF).

Véase también 
 Capacitancia
 Electricidad
 Voltio
 Amperio
 Culombio
 Unidad de medida
 Condensador eléctrico

Referencias

Bibliografía 
 Gran Enciclopedia Rusa  : [en 35 volúmenes]  / cap. edición Yu. S. Osipov . - M.  : Gran Enciclopedia Rusa, 2004-2017.

Enlaces externos 
 Herramienta de conversión de unidades de faradio
 Tagungsbericht des 1. Congrès international des électriciens, Paris, 1881 (französisch), Zugriff 6. März 2023. Beschluss vom 21. Sept. 1881: Definition der Einheiten Ohm, Volt, Ampere, Coulomb und Farad; Realisierung des Ohm über ein Quecksilbernormal (Seite 246 und 249).

Unidades derivadas del Sistema Internacional
Unidades de electromagnetismo
Unidades epónimas